[發(fā)明專利]用于確定音頻系統(tǒng)的感知質(zhì)量的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080046390.6
• 申請(qǐng)日: 2010-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102549657A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.比倫德斯;J.范武格特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家KPN公司;荷蘭應(yīng)用自然科學(xué)研究組織
• 主分類號(hào): G10L19/00
• 分類號(hào): G10L19/00;H04M3/22
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于關(guān)于參考信號(hào)確定質(zhì)量指標(biāo)的方法，該質(zhì)量指標(biāo)代表音頻設(shè)備（例如語(yǔ)音處理系統(tǒng)）的輸出信號(hào)的感知質(zhì)量。本發(fā)明還涉及一種包括例如存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼適于在由處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行這樣的方法。最后，本發(fā)明涉及一種用于關(guān)于音頻系統(tǒng)的用作參考信號(hào)的輸入信號(hào)確定質(zhì)量指標(biāo)的系統(tǒng)，該質(zhì)量指標(biāo)代表音頻系統(tǒng)的輸出信號(hào)的感知質(zhì)量。

背景技術(shù)

可以主觀或者客觀地確定音頻設(shè)備的質(zhì)量。主觀測(cè)試耗費(fèi)時(shí)間、昂貴并且難以再現(xiàn)。因此已經(jīng)開(kāi)發(fā)若干方法以客觀方式測(cè)量音頻設(shè)備的輸出信號(hào)（特別是語(yǔ)音信號(hào)）的質(zhì)量。在這樣的方法中，通過(guò)與參考信號(hào)比較來(lái)確定如從語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)接收的輸出信號(hào)的語(yǔ)音質(zhì)量。

廣泛用于這一目的的當(dāng)前方法是在標(biāo)題為“Perceptual?evaluation?of?speech?quality?(PESQ):?An?objective?method?for?end-to-end?speech?quality?assessment?of?narrow-band?telephone?networks?and?speech?codecs”的ITU-T?Recommendation?P.862中描述的方法。在ITU-T?Recommendation?P.862中將確定來(lái)自語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)的輸出信號(hào)（該信號(hào)一般失真）的質(zhì)量。輸出信號(hào)和參考信號(hào)（例如語(yǔ)音信號(hào)處理系統(tǒng)的輸入信號(hào)）根據(jù)人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的心理-生理（psycho-physical）感知模型映射到表示信號(hào)。基于這些信號(hào)，確定差分信號(hào)，該差分信號(hào)代表如與參考信號(hào)相比的輸出信號(hào)內(nèi)的失真。然后根據(jù)其中已經(jīng)對(duì)基于測(cè)試的人類聽(tīng)力感知的某些性質(zhì)建模的認(rèn)知模型處理差分信號(hào)以獲得質(zhì)量信號(hào)，該質(zhì)量信號(hào)是輸出信號(hào)的聽(tīng)覺(jué)感知的質(zhì)量的測(cè)量。

一般而言，客觀測(cè)量系統(tǒng)（比如PESQ）在質(zhì)量減少方面解釋噪聲。然而這一解釋過(guò)于簡(jiǎn)單。在當(dāng)今電信系統(tǒng)（具體為使用IP語(yǔ)音（VOIP）和相似技術(shù)的系統(tǒng)）中，噪聲對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的影響依賴于局部信號(hào)電平而變化。因而PESQ常常未提供在變得越來(lái)越流行的這樣的電信系統(tǒng)中處理的語(yǔ)音信號(hào)的最優(yōu)感知預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

希望具有一種確定音頻系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量的方法，該方法提供在如客觀測(cè)量確定的語(yǔ)音質(zhì)量與如在主觀測(cè)試中確定的語(yǔ)音質(zhì)量之間的改進(jìn)相關(guān)性。出于這一目的，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于關(guān)于參考信號(hào)確定質(zhì)量指標(biāo)的方法，該質(zhì)量指標(biāo)代表音頻設(shè)備（例如語(yǔ)音處理系統(tǒng)）的輸出信號(hào)的感知質(zhì)量，其中處理和比較參考信號(hào)和輸出信號(hào)，并且該處理包括將參考信號(hào)和輸出信號(hào)劃分成相互對(duì)應(yīng)時(shí)間幀，其中處理該還包括：將參考信號(hào)縮放成固定聲強(qiáng)級(jí)；基于對(duì)縮放的參考信號(hào)執(zhí)行的測(cè)量來(lái)選擇輸出信號(hào)的時(shí)間幀；基于輸出信號(hào)的所選時(shí)間幀來(lái)計(jì)算噪聲對(duì)比度參數(shù)，噪聲對(duì)比度參數(shù)是信號(hào)內(nèi)的噪聲對(duì)比度的測(cè)量；基于噪聲對(duì)比度參數(shù)在感知響度域中應(yīng)用參考信號(hào)和輸出信號(hào)中的至少一個(gè)的噪聲抑制；將參考信號(hào)和輸出信號(hào)感知相減以形成差值信號(hào)并且根據(jù)差值信號(hào)導(dǎo)出質(zhì)量指標(biāo)。質(zhì)量指標(biāo)提供音頻系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量的客觀指示，該指示可以用來(lái)相互比較不同音頻系統(tǒng)。可以用根據(jù)PESQ已知的方式執(zhí)行質(zhì)量指示的導(dǎo)出。

噪聲對(duì)比度涉及優(yōu)選隨時(shí)間測(cè)量的噪聲電平的變化。將考慮噪聲電平的絕對(duì)值和噪聲的方差。噪聲電平隨時(shí)間的變化可以在確定噪聲對(duì)比度參數(shù)時(shí)發(fā)揮相關(guān)作用。圖6A-6F示出了作為時(shí)間函數(shù)的噪聲電平的示意圖以進(jìn)一步說(shuō)明噪聲對(duì)比度的概念。

圖6A示出了作為時(shí)間函數(shù)的噪聲電平的示例性圖，該圖示范噪聲對(duì)比度的概念。在這一例子中，平均噪聲電平例如在時(shí)間段T₂期間一般駐留于某一基本電平周圍并且例如在時(shí)間段T₁期間偶爾具有更高噪聲電平。圖6A中的信號(hào)的噪聲對(duì)比度涉及如在時(shí)間段T₁期間存在的高噪聲電平與如在時(shí)間段T₂期間存在的普通噪聲電平之間的差。噪聲對(duì)比度對(duì)音頻設(shè)備的輸出信號(hào)的感知質(zhì)量有影響。如果這樣的輸出信號(hào)將包括如圖6A中所示的噪聲模式，則超過(guò)正常噪聲電平的更高噪聲電平部分的存在可能如被收聽(tīng)者體驗(yàn)為高度干擾。具體而言，噪聲電平的改變使收聽(tīng)者集中于噪聲。可變?cè)肼曤娖揭虼艘话惚惑w驗(yàn)為比恒定噪聲電平更令人煩躁。

可以通過(guò)相互比較信號(hào)的不同部分來(lái)確定噪聲對(duì)比度。每個(gè)部分可以具有某一長(zhǎng)度。參考圖6B、6C中所示圖示范對(duì)在噪聲對(duì)比度評(píng)價(jià)中使用的信號(hào)部分時(shí)間區(qū)間長(zhǎng)度的影響。